Eones geológicos

Un Eón (geología) es el mayor de los períodos en que se considera dividida la historia de la Tierra desde el punto de vista geológico y paleontológico. Hay solamente cuatro eones: Hádico, Arcaico, Proterozoico y Fanerozoico. Los tres primeros a veces se consideran agrupados en un único supereón, el Precámbrico.

En geología, un eón (en griego eternidad) se refiere a cada una de las divisiones mayores de tiempo de la historia de la Tierra usadas en la escala temporal geológica.²​ Este tipo de divisiones son unidades geocronológicas, de tiempo, y su equivalente cronoestratigráfico (rocas formadas en ese mismo tiempo) se denomina eonotema. La categoría de rango superior es el supereón y el rango inmediatamente inferior son las eras. El límite tras un eón y el sucesivo debe ser un cambio fundamental en la historia de los organismos vivos. El término proviene del griego antiguo Aιων (Aión), significando una eternidad, una edad, una cantidad indefinida de tiempo.

A pesar de la propuesta hecha en 1957 en definir un eón como una unidad de tiempo igual a mil millones de años, la idea no fue aceptada como una unidad de medida en sí y es raramente usada para especificar un periodo exacto de tiempo, sino que se usa como una cantidad grande pero arbitraria de tiempo.²​

Eón Hádico

El eón Hádico,² Hadeico o Hadeano, es una división informal de la escala temporal geológica, es la primera división del Precámbrico. Comienza en el momento en que se formó la Tierra hace unos 4567 millones de años y termina hace 4000 millones de años durando unos 567 millones de años, cuando comienza el eón Arcaico. La Comisión Internacional de Estratigrafía lo considera un término informal y no ha fijado ni reconocido estos límites.^{3 2} Etimológicamente, la palabra Hádico proviene de la palabra griega Hades que denominaba al inframundo griego, probablemente porque se lo relaciona con una etapa de calor y confusión.

Durante este período, probablemente el Sistema Solar se estaba formando dentro de una gran nube de gas y polvo. La Tierra se formó cuando parte de esta materia incandescente se transformó en un cuerpo sólido. Este es el período durante el cual se formó la corteza terrestre. Esta corteza sufrió muchos cambios, debido a las numerosas erupciones volcánicas.

Las rocas más antiguas que se conocen tienen una antigüedad de aproximadamente 4400 millones de años y se encuentran en Canadá y Australia, mientras que las formaciones rocosas más antiguas son las de 3800 millones de años de Groenlandia.

Durante este eón se produjo el bombardeo intenso tardío que afectó a los planetas interiores del Sistema Solar, hace 3800-4000 millones de años.

En las últimas décadas del siglo XX los geólogos identificaron algunas rocas hádicas en Groenlandia Occidental, el noroeste de Canadá y Australia Occidental.

Los minerales más antiguos conocidos son los cristales individuales de zircón redepositados en los sedimentos del oeste de Canadá y la región Jack Hills de Australia Occidental. Los zircones más antiguos datados tienen 4400 millones de años,⁴ muy cerca de la fecha estimada de formación de la Tierra.

La formación rocosa más antigua conocida, el cinturón supracortical de Isua, está integrado por los sedimentos de Groenlandia datados en alrededor de 3800 millones de años, algo alterados por diques volcánicos que penetraron en las rocas después de haber sido depositadas.

Los sedimentos de Groenlandia incluyen formaciones de hierro bandeado. Posiblemente contienen carbono orgánico, lo que indicaría que las primeras moléculas auto-replicantes (hipótesis del mundo de ARN) datan de esta época y una pequeña probabilidad de que ya hubiera surgido la fotosíntesis. Los fósiles más antiguos conocidos (de Australia) datan de unos pocos cientos de millones de años más tarde.

Hipótesis del gran impacto.

Entre el material con el que se formó la tierra debió haber una determinada cantidad de agua.⁵ Las moléculas de agua se habrían estado escapando de la gravedad terrestre hasta que el planeta alcanzó un radio de aproximadamente el 40% de su tamaño actual; después de ese punto, el agua y otras sustancias volátiles se habrían conservado.⁶ Es esperable que el hidrógeno y el helio escapen continuamente de la atmósfera, pero la falta de gases nobles densos en la atmósfera moderna sugiere que algo catastrófico ocurrió en la atmósfera temprana.

Existe la hipótesis de que una parte del material del joven planeta fue aportado por el impacto que creó la Luna. La composición actual de la Tierra no coincide con la que tendría con una fusión completa y, por otra parte, es difícil fundir y mezclar completamente enormes masas de roca.⁷ Sin embargo, una importante fracción de material debió de ser vaporizado en este impacto, creando una atmósfera de rocas vaporizadas alrededor del joven planeta.

La condensación de las rocas vaporizadas tomaría dos mil años, dejando una pesada atmósfera de dióxido de carbono con hidrógeno y vapor de agua. Se formarían océanos de agua líquida a pesar de una temperatura en la superficie de 230 °C, debido a la fuerte presión atmosférica del CO₂. Como el enfriamiento continuó, la subducción y disolución en el agua del océano suprimió la mayor parte del CO₂ de la atmósfera, pero los niveles oscilaron fuertemente cuando aparecieron los ciclos de superficie y manto.⁸

El estudio de zircones ha revelado que el agua líquida debe haber existido ya hace 4.400 millones de años, muy poco después de la formación de la Tierra.^{9 10 11 12 13 14} Esto requiere la presencia de una atmósfera.

Subdivisiones

Dado que pocos rastros geológicos de este período han sobrevivido sobre la Tierra, la Comisión Internacional de Estratigrafía³ no ha reconocido ninguna subdivisión hádica. Sin embargo, se distinguen varias divisiones principales del Eón Hádico en la escala de tiempo geológico lunar, que se utilizan a veces de forma no oficial para referirse a los mismos períodos en la Tierra.¹⁵

Eón Arcaico

El eón Arcaico, anteriormente conocido como Arqueozoico, es una división de la escala temporal geológica, es la segunda división geológica del Precámbrico. Comienza hace 4000 millones de años, después del eón Hádico, y finaliza hace 2500 millones de años, cuando comienza el eón Proterozoico, durando unos 1500 millones de años. Las fechas se definen cronométricamente, en lugar de estar basadas en la estratigrafía.²​³​ El límite inferior (punto de partida) no ha sido oficialmente establecido por la Comisión Internacional de Estratigrafía. En la literatura antigua, el Hádico se incluye como parte de Arcaico. El nombre arcaico proviene del griego antiguo «αρχή», que significa «comienzo», «origen».

En este período se produce una evolución de la corteza terrestre, por lo cual tuvo que haber una tectónica de placas (movimiento de placas) y una estructura interna terrestre similar a la que conocemos hoy en día, aunque la diferenciaba el exceso de calor. Se calcula que había más actividad tectónica debido a la mayor velocidad con que se produce la litosfera, por lo cual también cabría esperar que hubiese mayor actividad en las dorsales y un mayor número de ellas, así como mayor actividad en las zonas de subducción y mayor número de placas y más pequeñas, evidentemente.

Esquema de la tectónica de placas.

A comienzos del Arcaico, el flujo de calor de la Tierra era casi tres veces superior al que es hoy, y el doble que a principios del Proterozoico (2.500 m.a.). El calor adicional puede haber sido debido al remanente de la acreción planetaria, en parte procedente del calor de formación del núcleo de hierro y en parte por una mayor producción de calor radiogénico por radionúcleos de corta duración, como el uranio-235. La mayoría de las rocas que aún sobreviven son metamórficas e ígneas. La actividad volcánica era considerablemente más alta que hoy, con numerosos puntos calientes, fosas tectónicas y lavas eruptivas incluyendo tipos inusuales como la de komatita.

La Tierra de comienzos del Arcaico puede haber tenido un diferente estilo tectónico. Algunos científicos piensan que, debido a que la Tierra estaba más caliente, la actividad de placas tectónicas era más fuerte que actualmente, resultando en una mayor tasa de reciclaje de material. Esto puede haber impedido la formación de cratones y continentes hasta que el manto se enfriara y la corriente de convección se ralentizara. Otros argumentan que el manto subcontinental litosférico era demasiado grande para subducir, y que la falta de rocas arcaicas es debida a la erosión producida por los eventos tectónicos posteriores. La cuestión de la actividad tectónica en el Arcaico es un área activa de la moderna investigación geocientífica.⁴​

No hubo grandes continentes hasta finales del Arcaico: los protocontinentes pequeños eran la norma, puesto que la alta tasa de actividad geológica impedía la coalescencia en unidades más grandes. Estos protocontinentes félsicos probablemente se formaban en los puntos calientes en lugar de en las zonas de subducción, a partir de una variedad de fuentes: diferenciación ígnea de rocas máficas para producir rocas intermedias y félsicas, magma máfica fusionando rocas félsicas y obligando a la granitization de rocas intermedias, fusión parcial de rocas máficas y alteración metamórfica de las rocas sedimentarias félsicas. Es posible que tales fragmentos continentales no se hayan conservados a menos que fueran lo suficientemente grandes o afortunados para evitar las enérgicas zonas de subducción.⁴​

Una explicación para la falta general de rocas hadeicas (de más de 3800 millones de años) es la gran cantidad de desechos extrasolares presentes en el sistema solar temprano. Incluso después de la formación planetaria, existía todavía una gran cantidad de grandes asteroides y meteoritos que bombardeaban la Tierra hasta alrededor de hace 3.800 millones de años. Un aluvión particularmente grande de impactos, conocido como Bombardeo intenso tardío, pudo haber impedido la formación de grandes masas de corteza destrozando literalmente los primeros protocontinentes.

En este período, la atmósfera aparentemente carecía de oxígeno libre. Las temperaturas parecen haber estado cerca de los niveles modernos, incluso a los 500 millones de años de formación de la Tierra, con agua líquida presente, como lo demuestran algunos gneises muy deformados producidos por metamorfismo de protolitos sedimentarios. Los astrónomos creen que el sol era alrededor de un tercio de brillante que en la actualidad, lo que puede haber contribuido a la disminución de las temperaturas globales.

Se piensa que en esta época había el mayor volumen de gases de efecto invernadero que en cualquier otro momento de la historia de la Tierra. Al finalizar el Arcaico, hace 2.500 millones de años, la actividad de la tectónica de placas puede haber sido similar a la de la Tierra moderna. Algunas cuencas sedimentarias bien conservadas y las pruebas de arcos volcánicos, fosas tectónicas intracontinentales, colisiones continente-continente y eventos orogénicos generalizados sugieren la formación y destrucción de uno o tal vez varios supercontinentes. El agua líquida era frecuente, y se conoce la existencia de cuencas oceánicas profundas por la presencia de formaciones de hierro bandeadas, sedimentación química y capas de sílex y basaltos.

El Escudo Canadiense, la zona de la Tierra con más rocas arcaicas expuestas.

Aunque se conocen algunos minerales del eón Hadeico, las formaciones rocosas más antiguas expuestas en la superficie de la Tierra se formaron durante el eón Arcaico o son inmediatamente anteriores. Se conocen rocas arcaicas en Groenlandia, Escudo Canadiense, Escudo Báltico, Escocia, India, Brasil, Australia Occidental y Sudáfrica. Aunque los primeros continentes se formaron durante este eón, estas rocas representan sólo el 7% de los cratones del mundo actual. Incluso considerando la erosión y destrucción de las formaciones anteriores, todo indica que la corteza continental formada durante el Arcaico equivaldría a sólo el 5-40% de la corteza actual.⁴​

La Comisión Internacional de Estratigrafía²​ establece las siguientes subdivisiones (eras) del eón Arcaico: